JP2015530127A - Method for operating a graphical 3D computer model of at least one anatomical structure with selectable preoperative, intraoperative or postoperative status - Google Patents

Method for operating a graphical 3D computer model of at least one anatomical structure with selectable preoperative, intraoperative or postoperative status Download PDF

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Abstract

本発明は、選択可能な術前、術中、または術後ステータスで解剖学的構造のグラフィカル3Dコンピュータモデルを生成するための方法に関するもので、次のステップを有している。A)コンピュータ支援の医用画像化方法によって患者の治療されるべき解剖学的構造の術前の第1の医用3D画像データセット(10)を受信するステップ、B)ステップA)で受信された第1の医用3D画像データセット(10)を使用するデジタルデータセットの形で、治療されるべき解剖学的構造の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)を生成するステップ、C)コンピュータ支援医用画像化方法によって、術前、術中、または術後ステータスで、治療されるべき解剖学的構造の第2の医用2Dまたは3D画像データセット(20)を受信するステップ、D)ステップC)で受信された第2の医用2Dまたは3D画像データセット(20)を使用するデジタルデータセットの形で、治療されるべき解剖学的構造の第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)を生成するステップ、E)第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)を使用した第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)の画像位置合わせプロセスを実行するステップ。The present invention relates to a method for generating a graphical 3D computer model of an anatomical structure with selectable pre-operative, intra-operative or post-operative status and comprises the following steps. A) receiving a preoperative first medical 3D image data set (10) of the anatomical structure to be treated by the computer-assisted medical imaging method; B) receiving the first received in step A). Generating a first graphical 3D computer model (1) of the anatomy to be treated in the form of a digital data set using one medical 3D image data set (10), C) a computer assisted medical image Depending on the digitization method, receiving a second medical 2D or 3D image data set (20) of the anatomy to be treated in pre-operative, intra-operative or post-operative status, D) received in step C) A second group of anatomical structures to be treated in the form of a digital data set using a second medical 2D or 3D image data set (20). Generating a physical 2D or 3D computer model (2), E) performing an image registration process of the first graphical 3D computer model (1) using the second graphical 2D or 3D computer model (2) .

Description

本発明は、請求項1のプリアンブルに従い、選択可能な術前、術中、または術後ステータスで少なくとも1つの解剖学的構造のグラフィカル3次元(3D)コンピュータモデルを生成するための方法に関する。   The invention relates to a method for generating a graphical three-dimensional (3D) computer model of at least one anatomical structure with selectable pre-operative, intra-operative or post-operative status according to the preamble of claim 1.

骨折の外科治療および骨不整列の矯正で、骨片は、適切な骨接合術を使用して正しい位置に解剖学的に整復され、安定した仕方で固定される。しかし、問題が、手術経過中の骨片およびインプラントの検知されない正しくない位置、または術後経過の間の副次的な脱臼により生じ得る。したがって、骨片の解剖学的に正しくない整復のゆえの正しくない骨接合、正しくない外科手術技術、不適切なインプラントの選択および/またはそれらの位置決めは回避されるべきである。   With surgical treatment of fractures and correction of bone misalignment, the bone fragments are anatomically reduced to the correct position and fixed in a stable manner using appropriate osteosynthesis. However, problems can arise from undetected incorrect positions of bone fragments and implants during the course of surgery, or secondary dislocations during the post-operative course. Accordingly, incorrect osteosynthesis due to anatomically incorrect reduction of bone fragments, incorrect surgical technique, improper implant selection and / or their positioning should be avoided.

骨折および骨不整列は、術前、術中、さらに術後の様々な放射線画像化プロセスによって、評価されるか、規定通り予定される。普通、これらの手順には、従来のX線、すなわち、平面投影表示を取得することが含まれる。特に、複雑な治療介入は、断層断面画像化表示を使用し、好適には、コンピュータ断層撮影法(CT)によって評価される。このことは、断面画像または3次元コンピュータモデルを、好適には、術前、さらに特殊な問題の場合、術中、または術後に、分析することによって行われる。   Fractures and bone misalignments are evaluated or scheduled as prescribed by various radiological imaging processes before, during and after surgery. Usually, these procedures include obtaining conventional x-rays, ie, planar projection displays. In particular, complex therapeutic interventions are evaluated using computed tomography (CT), preferably using tomographic imaging displays. This is done by analyzing the cross-sectional image or the three-dimensional computer model, preferably pre-operatively, and in the case of special problems, during or after the operation.

しかし、骨片および骨接合の日付を付すことは、治療の全体経過の規定通りの臨床操作の間に、最終的な仕方で空間的に評価され得ない。これを成し遂げるには、CTなどの3次元画像化プロセスが治療ステップのすべてで必要とされる可能性がある。言及されているとおり、これは実際には技術的に可能であるが、これまでのところ、コスト、放射線衛生学に関する理由、人工生成、並びに人員、組織、および技術のための費用が、治療のすべての段階で骨接合の規定的な空間的評価に対する明確な論点となっている。   However, the date of bone fragments and osteosynthesis cannot be spatially evaluated in the final way during routine clinical operations of the entire course of treatment. To accomplish this, a 3D imaging process such as CT may be required at all of the treatment steps. As mentioned, this is technically possible in practice, but so far costs, radiation hygiene reasons, artificial generation, and costs for personnel, tissue, and technology have been At every stage, there is a clear issue for the regulatory spatial assessment of osteosynthesis.

レガツォーニによる米国特許出願公開第2011/0082367号明細書から、骨折骨の骨片の整復のための方法が知られている。この知られた方法は、骨折骨のほか、患者の対側の健康な骨のCTによって取得されたデジタルデータセットに基づき、骨および骨片の3D表現の生成を含み、ミラーリングされた反対側の健康な骨の3D表現は、整復された骨片の3D表現の相対位置の参照モデルとして使用される。その次に、近位および遠位の骨片の3D表現が、3次元画像位置合わせによる各場合に、参照モデルの3D表現と一致させるために行われ、マーカーまたは解剖学的ランドマークの形状が近位および遠位の骨片で抽出され、参照モデルに転送される。次いで、参照モデルに転送された近位および遠位の骨片のマーカーまたは解剖学的ランドマークの相対位置によって、外科手術中の骨片の実際の整復に使用され得るデジタル参照データセットを準備することが可能である。Cアーム形フルオロスコープを使用して、各場合に、手術台に位置付けされた患者の近位および遠位の骨片の2つの原位置の医用画像が術前に取得される。2つそれぞれの医用画像から、その次に近位および遠位の骨片のマーカーまたは解剖学的ランドマークの3次元位置が局所座標系を基準に対して計算され、そこから、近位および遠位の骨片のマーカーまたは解剖学的ランドマークの相対原位置が計算される。最終的に、デジタル参照データセットとマーカーまたは解剖学的ランドマークの相対原位置の比較によって、アライメントパラメータのセットが特定される。   A method for the reduction of fractured bone fragments is known from US Pat. Appl. No. 2011/0082367 by Regazzoni. This known method involves the generation of 3D representations of bones and bone fragments based on digital data sets obtained by CT of the healthy bones on the contralateral side of the patient as well as fractured bones, and mirrored contralateral The 3D representation of healthy bone is used as a reference model for the relative position of the 3D representation of the reduced bone fragment. A 3D representation of the proximal and distal bone fragments is then performed in each case by 3D image registration to match the 3D representation of the reference model, and the shape of the marker or anatomical landmark is Extracted with proximal and distal bone fragments and transferred to reference model. The relative position of the proximal and distal bone fragment markers or anatomical landmarks transferred to the reference model is then used to prepare a digital reference data set that can be used for actual reduction of the bone fragment during surgery. It is possible. Using a C-arm fluoroscope, in each case two in situ medical images of the patient's proximal and distal bone fragments positioned on the operating table are acquired preoperatively. From each of the two medical images, the next three-dimensional position of the proximal and distal bone fragment markers or anatomical landmarks is calculated relative to the local coordinate system, from which the proximal and distal The relative original position of the marker or anatomical landmark of the distal bone fragment is calculated. Finally, a set of alignment parameters is identified by comparing the relative reference positions of the digital reference data set and the marker or anatomical landmark.

この知られた方法では、プランニングのために使用される骨または骨片の3D表現を使用する術前に取得される原位置の医用画像の画像位置合わせが要求されない。しかし、そのような画像の位置合わせが実行されないので、プランニングの間に決定された手術ステップ、インプラント、および外科手術器具は原位置の状態に移され得ない。   This known method does not require image registration of in-situ medical images acquired pre-operatively using a 3D representation of the bone or bone fragment used for planning. However, because such image registration is not performed, the surgical steps, implants, and surgical instruments determined during planning cannot be moved to their original state.

安定した骨接合を含む骨片の適切な解剖学的整復は、骨折の治療および矯正骨切り術での主要な外科手術の考え方である。しかし、関節が介在する粉砕骨折または複雑な矯正骨切り術などのとりわけ難しい状態では、このことは達成が容易ではない。原理的に、誤りは手術中に発生する場合や術後経過中にのみ明らかになる場合がある。誤りの1つの可能性のある原因は、骨の整復が実際に安定していたが、解剖学的に正しくない仕方で実行され、このことが手術中には検知されなかった場合に起きる。その上、骨格が実際のところ適切に回復し得る場合でも、検知されない、例えば、関節間隙など、正しくない位置にインプラントが置かれるようになる。骨欠損の脱臼を伴う生体力学的に不十分な骨接合および/または骨接合は普通、術後経過中にのみ明らかになる。   Proper anatomical reduction of bone fragments, including stable osteosynthesis, is a major surgical concept in fracture treatment and corrective osteotomy. However, this is not easy to achieve in particularly difficult situations, such as joint fractures or complex orthopedic osteotomy. In principle, errors may occur during surgery or only during the postoperative course. One possible cause of the error occurs when bone reduction was actually stable but performed in an anatomically incorrect manner and this was not detected during surgery. Moreover, even if the skeleton can actually recover properly, the implant will be placed in an incorrect position that is not detected, eg, the joint gap. Biomechanically inadequate osteosynthesis and / or osteosynthesis with dislocation of the bone defect is usually manifested only during the postoperative course.

したがって、骨折の治療と骨不整列の場合の両方で、骨片とインプラントからなる骨接合には、術前により良く示され、プランニングされる必要があり、さらに、治療の全体経過を通じて骨接合の構築物をモニタリングすることで、空間的、言い換えれば、3Dという意味で、術中およびさらに術後により良くモニタリングする必要がある。   Therefore, both in the treatment of fractures and in the case of bone misalignment, osteosynthesis consisting of bone fragments and implants needs to be better shown and planned preoperatively, and moreover, By monitoring the construct, there is a need for better monitoring during and after surgery in the sense of space, in other words 3D.

米国特許出願公開第2011/0082367号明細書US Patent Application Publication No. 2011/0082367

本発明は、選択可能な術前、術中、または術後ステータスで外科的に治療されるべき、または治療された少なくとも解剖学的構造を含むグラフィカル3Dコンピュータモデルを生成するための方法を提供することの問題に基づくものであり、整形外科手術などのプランニングされた治療介入の制御またはモニタリングに使用され得る。例えば、歯のインプラントの挿入、または例えば、脳神経外科の治療介入などのほかの治療介入にも同じ仕方でモニタリングされ得る。   The present invention provides a method for generating a graphical 3D computer model that includes at least an anatomical structure to be treated or treated in selectable preoperative, intraoperative, or postoperative status. And can be used to control or monitor planned therapeutic interventions such as orthopedic surgery. For example, insertion of dental implants or other therapeutic interventions such as, for example, neurosurgical interventions can be monitored in the same manner.

本発明は、請求項1の特徴を有するグラフィカル3Dコンピュータモデルを生成するための方法によって、提起された問題を解決する。   The present invention solves the problems posed by the method for generating a graphical 3D computer model having the features of claim 1.

本発明によって達成される利点は、実質的に、本発明による方法のために、例えば、骨などの解剖学的構造の当初生成された3Dコンピュータモデルが今やさらに、従来の術前X線画像、術中平面2D Cアークまたは空間3D Cアーク画像、または術後X線画像などの様々な画像化プロセスを使用する反復された位置合わせによって治療の全体経過を通じて空間的に常時、表現され得るものと考慮される。単回、そして好適には術前にCTによって生成された空間表現は、治療の開始時に治療されるべき領域の空間表現を生成するなどのいくつかの理由で利点となる。次いで、この空間情報は、診断および治療プランニングに使用され得る。その上、術前には、例えば、手術中よりも情報の処理および分析により多くの時間が使用可能である。加えて、時間関連および/または技術的理由のために、術中に2Dまたは3D Cアーク画像化によって画像を生成するほかの画像化プロセスは、骨などの解剖学的構造の3Dコンピュータモデルを生成するために適切さがより少なく、必ずしも適していない。同じことが、骨片などの解剖学的構造の3Dコンピュータモデルの縮尺に合致する表現が不可能、またはともかくも、かなりの追加コストなしでは不可能である、従来の術前および術後X線画像にも当てはまる。これらのX線画像は、単一の投影方向からのみ生成される平面加算画像を表現する。しかし、高画像解像度は利点となる。   The advantage achieved by the present invention is that, for the method according to the present invention, an initially generated 3D computer model of an anatomical structure such as, for example, a bone is now further added to a conventional preoperative X-ray image, Consider that it can always be represented spatially throughout the entire course of treatment by repeated registration using various imaging processes such as intraoperative planar 2D C arc or spatial 3D C arc images, or post-operative X-ray images Is done. The spatial representation generated by CT once and preferably pre-operatively is advantageous for several reasons, such as generating a spatial representation of the area to be treated at the start of treatment. This spatial information can then be used for diagnosis and treatment planning. Moreover, more time can be used before surgery, for example, to process and analyze information than during surgery. In addition, for time-related and / or technical reasons, other imaging processes that generate images by intraoperative 2D or 3D C-arc imaging generate 3D computer models of anatomical structures such as bone Because of its less appropriateness, it is not necessarily suitable. The same is true for conventional pre- and post-operative x-rays, which cannot be represented to the scale of a 3D computer model of an anatomical structure such as a bone fragment, or in any case without significant additional cost. The same applies to images. These X-ray images represent a plane addition image generated only from a single projection direction. However, high image resolution is an advantage.

定義:
医用3D画像データセット:患者の、例えば、骨折または骨不整列を伴う領域の治療されるべき解剖学的構造の医用3D画像データセットがCTによって取得されることは利点となる。代替として、または追加的に、コーンビーム断層撮影法(デジタルボリューム断層撮影法とも呼ばれる)、磁気共鳴断層撮影法、またはさらに3Dレーザー走査などのほかの3次元断層撮影画像化プロセスも使用され得る。
Definition:
Medical 3D image data set: It is an advantage that a medical 3D image data set of the anatomy to be treated of a patient, for example an area with fracture or bone misalignment, is acquired by CT. Alternatively or additionally, other three-dimensional tomographic imaging processes such as cone beam tomography (also called digital volume tomography), magnetic resonance tomography, or even 3D laser scanning may be used.

医用2D画像データセット:用語、医用2D画像データセットとは、患者の治療されるべき解剖学的構造の1つ以上のデジタル化平面X線画像のデジタルデータを含む、デジタルデータセットを指している。   Medical 2D image data set: The term medical 2D image data set refers to a digital data set that includes digital data of one or more digitized planar x-ray images of the anatomy to be treated of a patient. .

グラフィカル3Dコンピュータモデル:用語グラフィカル3Dコンピュータモデルは、モニターに表現され得るもので、デジタルデータセットによって定義される、解剖学的構造、テンポラリエイド(例えば、外科手術器具および道具)、およびインプラントなどのオブジェクトのバーチャルモデルを指している。第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルは、個別の解剖学的構造、例えば、骨片、1つ以上のインプラントおよび/または1つ以上の外科手術器具のいくつかの抽出可能なグラフィカル3Dサブモデルを含み得る。さらに、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデルが、個別の解剖学的構造、例えば、骨片、1つ以上のインプラントおよび/または1つ以上の外科手術器具のいくつかの抽出可能なグラフィカル3Dサブモデルを含むことも可能である。   Graphical 3D computer model: The term graphical 3D computer model is an object that can be represented on a monitor and is defined by a digital data set, such as anatomy, temporary (eg, surgical instruments and tools), and implants. Points to the virtual model. The first graphical 3D computer model may include several extractable graphical 3D submodels of individual anatomical structures, eg, bone fragments, one or more implants, and / or one or more surgical instruments. . In addition, a second graphical 2D or 3D computer model may be used to extract several anatomical structures such as bone fragments, one or more implants and / or several extractable graphical 3D sub-sections of one or more surgical instruments. It is also possible to include a model.

インプラント:用語、インプラントは普通、人間または動物の体内に、人工的、全面的または部分的に挿入された、または挿入される、従来のX線画像、CT、または磁気共鳴断層撮影法(MRI)によって表現され得るもので、例えば、整形外科用インプラント、歯科用インプラント、心臓ペースメーカー、またはステントなどの形状の観点で限定された程度のみ変化するいずれかの固体手段を指している。   Implant: The term implant is usually a conventional X-ray image, CT, or magnetic resonance tomography (MRI) that is artificially, wholly or partially inserted or inserted into the human or animal body. Refers to any solid means that changes only to a limited extent in terms of shape, such as an orthopedic implant, a dental implant, a cardiac pacemaker, or a stent.

画像位置合わせ:以下の用語「画像位置合わせ」は、治療されるべき解剖学的構造および/または使用されたインプラントの2つ以上の2D表現の重ね合わせを指しており、2D表現は、治療されるべき解剖学的構造および/またはインプラントのグラフィカル3Dコンピュータモデルと正確に一致するように作られ、デジタルデータセットによって各場合に定義される。   Image registration: The term “image registration” below refers to the superposition of two or more 2D representations of the anatomy to be treated and / or the implant used, Created to exactly match the graphical 3D computer model of the anatomy and / or implant to be defined and defined in each case by a digital data set.

本発明による方法では、画像位置合わせを使用して、治療されるべき解剖学的構造および/またはインプラントの第2の医用2Dまたは3D画像データセットの1つ以上のデジタル化医用画像が第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルを使用して位置合わせされ、その結果、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルの更新された位置、すなわち、治療されるべき解剖学的構造および/またはインプラントの術前、術中、または術後の位置に適合された位置がコンピュータのモニター上に表現され得る。   In the method according to the invention, using image registration, one or more digitized medical images of a second medical 2D or 3D image data set of the anatomy and / or implant to be treated are first Aligned using a graphical 3D computer model, so that the updated location of the first graphical 3D computer model, i.e., the anatomical structure and / or implant to be treated, preoperative, intraoperative, or surgical A position adapted to the later position can be represented on a computer monitor.

本発明の追加の利点となる実施形態は、次のようにコメントされ得る。   Additional advantageous embodiments of the present invention can be commented as follows.

本発明の特殊な実施形態では、ステップB)はさらに、次のサブステップを含んでいる。   In a special embodiment of the invention, step B) further comprises the following substeps.

B1)インプラントを第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルに表現するデジタルグラフィカル3Dサブモデルを導入すること。   B1) Introducing a digital graphical 3D sub-model that represents the implant in a first graphical 3D computer model.

インプラントのグラフィカル3Dサブモデルは、例えば、CADデータベースなどのデータベースから第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルにコピーされ得る。   The graphical 3D submodel of the implant can be copied from a database, such as a CAD database, to the first graphical 3D computer model.

本発明の別の実施形態では、ステップB)は追加的に、次のサブステップを含んでいる。   In another embodiment of the invention, step B) additionally includes the following substeps:

B2)外科手術器具を第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルに表現するデジタルグラフィカル3Dサブモデルを導入すること。   B2) Introducing a digital graphical 3D sub-model that represents the surgical instrument in a first graphical 3D computer model.

外科手術器具のグラフィカル3Dサブモデルは、例えば、CADデータベースなどのデータベースから第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルにコピーされ得る。   The graphical 3D submodel of the surgical instrument can be copied from a database, such as a CAD database, to the first graphical 3D computer model.

本方法の別の実施形態では、ステップA)で術前に受信された第1の医用3D画像データセットはいくつかの解剖学的構造を含み、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルは、各解剖学的構造および好適には、各インプラントおよび/または各外科手術器具に関して、各場合に、グラフィカル3Dサブモデルを含んでいる。この仕方で、例えば骨または骨片などの治療されるべき解剖学的構造に関して、個別に取得され得るグラフィカル3Dサブモデルが第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルで一体化され得るという利点を達成することが可能で、その結果、特定の解剖学的構造の個別の分析が可能になる。その上、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルは、個別の取得され得るインプラントおよび外科手術器具のグラフィカル3Dサブモデルを取得し得る。   In another embodiment of the method, the first medical 3D image data set received pre-operatively in step A) includes a number of anatomical structures, and the first graphical 3D computer model is used for each anatomy. A graphical 3D sub-model is included in each case for each implant and / or for each surgical instrument. In this way, it is possible to achieve the advantage that a graphical 3D sub-model that can be acquired separately can be integrated with the first graphical 3D computer model with respect to the anatomy to be treated, eg bone or bone fragment Possible, so that individual analysis of specific anatomical structures is possible. Moreover, the first graphical 3D computer model can obtain a graphical 3D submodel of implants and surgical instruments that can be acquired separately.

本発明の別の実施形態では、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデルは追加的に、1つ以上のインプラントの表現を含んでいる。   In another embodiment of the present invention, the second graphical 2D or 3D computer model additionally includes a representation of one or more implants.

本方法のさらに別の特殊な実施形態では、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデルは追加的に、1つ以上の外科手術器具の表現を含んでいる。   In yet another special embodiment of the method, the second graphical 2D or 3D computer model additionally includes a representation of one or more surgical instruments.

本方法の別の実施形態では、解剖学的構造および各インプラント、並びに好適にはさらに各外科手術器具の第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデルは、各場合に、グラフィカル2Dまたは3Dサブモデルを含んでいる。   In another embodiment of the method, the anatomical structure and each implant, and preferably the second graphical 2D or 3D computer model of each surgical instrument, in each case includes a graphical 2D or 3D sub-model. It is out.

本方法のさらに別の実施形態では、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデルは、画像位置合わせの実施において、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルが重なるように行われる参照モデルを形成する。第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデルは参照モデルとして使用され、したがって、これはターゲットモデルを定義し、これとともに、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(オブジェクトモデルまたはソースモデル)が同時に行われる。第2の医用2Dまたは3D画像データセットの受信には1つ以上のデジタル化医用画像を含み得るもので、重力ベクトルに対してCアーム形X線装置の画像平面の所定の角度で取得され、その結果、治療されるべき解剖学的構造の位置、したがって第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルの位置が手術室に対して固定された座標システムで定義される。   In yet another embodiment of the method, the second graphical 2D or 3D computer model forms a reference model that is performed to overlap the first graphical 3D computer model in performing the image registration. The second graphical 2D or 3D computer model is used as a reference model, so it defines the target model, along with which the first graphical 3D computer model (object model or source model) is performed simultaneously. The reception of the second medical 2D or 3D image data set may include one or more digitized medical images, acquired at a predetermined angle of the image plane of the C-arm X-ray device with respect to the gravity vector, As a result, the position of the anatomical structure to be treated, and thus the position of the first graphical 3D computer model, is defined in a coordinate system fixed relative to the operating room.

本方法の追加的な実施形態では、ステップC)での第2の医用2Dまたは3D画像データセットの受信(術前、術中、または術後ステータスで)には、コンピュータ支援医用画像化プロセスによる1つ以上のデジタル化医用画像の受信を含んでいる。互いに対して一定の角度で2つ以上のデジタル化医用画像を取得すると、3Dコンピュータモデルの生成が可能である。他方、長い骨の様々な断片および/またはセクションも、デジタル化医用画像の1つにつきそれぞれ表現され得るもので、その結果、術中に使用される比較的小さなフィールドの表示を備えるCアーム形X線装置が第2の医用2Dまたは3D画像データセットの受信に使用され得る。本方法は、せいぜい1つのみのX線表示で十分であり、当業者に知られている「2面での」標準表示なしで済ませ得るということを特徴としている。したがって、本方法の追加の利点は、放射線に対する低減化された暴露と削減されたコストである。骨折の治療の場合および矯正骨切り術では、骨片、場合によっては残りの骨欠損、および使用されたインプラントからなる骨接合の構築物全体は、治療の全体経過を通じて空間的に評価され得る。コンピュータモニターで、骨折または骨切り術などの解剖学的構造の3Dコンピュータモデルは視覚可能になり、これは、治療の段階に応じて、追跡調査で手術前、手術中、手術後の骨片を空間的に表現する。ここで、3D画像化は単回のみ必要とされる。インプラント材料が放射線的に視覚可能になると直ぐに、その位置も空間的に決定され、例えば、骨片などの解剖学的構造の3Dコンピュータモデルを使用し、その3Dコンピュータモデルを参照することによって表現され得る。   In an additional embodiment of the method, the reception of a second medical 2D or 3D image data set in step C) (in pre-operative, intra-operative or post-operative status) 1 by a computer-assisted medical imaging process Including reception of one or more digitized medical images. When two or more digitized medical images are acquired at a fixed angle relative to each other, a 3D computer model can be generated. On the other hand, various fragments and / or sections of long bones can each be represented for one of the digitized medical images, so that C-arm X-rays with a display of a relatively small field used during surgery. The device can be used to receive a second medical 2D or 3D image data set. The method is characterized in that at most one X-ray display is sufficient and can eliminate the "two-sided" standard display known to those skilled in the art. Thus, an additional advantage of the method is reduced exposure to radiation and reduced cost. In the case of fracture treatment and corrective osteotomy, the entire osteosynthesis construct consisting of bone fragments, possibly remaining bone defects, and used implants can be evaluated spatially throughout the course of treatment. The computer monitor makes it possible to visualize 3D computer models of anatomical structures such as fractures or osteotomy, depending on the stage of treatment, which can be followed by follow-up bones before, during and after surgery. Express spatially. Here, 3D imaging is only required once. As soon as the implant material becomes radiologically visible, its position is also determined spatially and expressed, for example, using a 3D computer model of an anatomical structure such as a bone fragment and referring to that 3D computer model. obtain.

本方法のさらに別の実施形態では、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルの生成が治療されるべき解剖学的構造の解剖学的ランドマーク、線、および/または領域の自動または手動の識別並びに特定を含んでいる。   In yet another embodiment of the method, the generation of the first graphical 3D computer model includes automatic or manual identification and identification of anatomical landmarks, lines, and / or regions of the anatomy to be treated. Contains.

本方法の別の実施形態では、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルの生成が各インプラントおよび好適には各外科手術器具のランドマーク、線、および/または領域の自動または手動の識別並びに特定を含んでいる。   In another embodiment of the method, the generation of the first graphical 3D computer model includes automatic or manual identification and identification of each implant and preferably each surgical instrument landmark, line, and / or region. Yes.

本方法の別の実施形態では、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデルの生成が第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルで識別され特定された治療されるべき解剖学的構造の解剖学的ランドマーク、線、および/または領域の自動または手動の再識別あるいは再特定を含んでいる。したがって、最も単純な場合、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデルは再識別および再特定された解剖学的ランドマークを伴う単一のデジタル化医用画像を含んでいる。したがって、画像位置合わせはランドマークベースの位置合わせプロセスにより実行され得る。ランドマークベースの位置合わせプロセスでは、ランドマーク、例えば、解剖学的ランドマークの、特定の数、概して、比較的小さな数が画像から抽出される。このことは、手動または自動のいずれかで発生する。選択された解剖学的ランドマークは、可能な程度、画像全体に分散され、個別の領域にのみ集中されないことが好適である。次いで、例えば、オブジェクトモデルで選択した解剖学的ランドマーク、すなわち、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルで選択したランドマークが参照モデル、またはターゲットモデル、すなわち、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル上の同じ解剖学的ランドマークに従ってもたらされる点で、画像位置合わせが行われる。解剖学的ランドマークに加えて、周囲の表面から明らかに目立つ画像の表面、言い換えると、それ自体が領域の線または輪郭として提示される領域のランドマークまたは線または端部もランドマークとして使用され得る。線も、例えば、終点を使用して表現および抽出され得る。   In another embodiment of the method, the generation of the second graphical 2D or 3D computer model is identified with the first graphical 3D computer model and identified anatomical landmarks, lines of anatomy to be treated And / or automatic or manual re-identification or re-identification of the area. Thus, in the simplest case, the second graphical 2D or 3D computer model contains a single digitized medical image with re-identified and re-specified anatomical landmarks. Thus, image registration can be performed by a landmark-based registration process. In the landmark-based registration process, a certain number, generally a relatively small number, of landmarks, eg, anatomical landmarks, are extracted from the image. This occurs either manually or automatically. The selected anatomical landmarks are preferably distributed to the extent possible in the image and are not concentrated only in individual areas. Then, for example, the anatomical landmark selected in the object model, i.e. the landmark selected in the first graphical 3D computer model, is on the reference model or target model, i.e. the second graphical 2D or 3D computer model. Image registration is performed at points resulting from the same anatomical landmarks. In addition to anatomical landmarks, image surfaces that are clearly visible from surrounding surfaces, in other words, region landmarks or lines or edges that themselves are presented as region lines or contours are also used as landmarks. obtain. Lines can also be represented and extracted using, for example, end points.

本発明の別の実施形態では、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデルの生成が第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルで識別され特定された各インプラントおよび各外科手術器具のランドマーク、線、および/または領域の自動または手動の再識別あるいは再特定を含んでいる。   In another embodiment of the present invention, each implant and each surgical instrument landmark, line, and / or generation of the second graphical 2D or 3D computer model identified and identified in the first graphical 3D computer model Includes automatic or manual re-identification or re-identification of regions.

インプラントおよび/または外科手術器具のグラフィカル3Dサブモデルの位置合わせは、次の2つのやり方で行い得るようになる。   Registration of the graphical 3D sub-model of the implant and / or surgical instrument can be done in two ways:

1)最初に、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルの解剖学的構造のグラフィカル3Dサブモデルが第2のグラフィカル3Dコンピュータモデルの解剖学的構造のグラフィカル3Dサブモデルを使用して位置合わせされ、その次に、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルのインプラントおよび/または外科手術器具のグラフィカル3Dサブモデルが第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルの解剖学的構造の先に位置合わせされたグラフィカル3Dサブモデルの解剖学的構造の1つ以上のグラフィカル3Dサブモデルを使用して位置合わせされ、このプロセスで、インプラントおよび/または外科手術器具のグラフィカル3Dサブモデルと解剖学的構造のグラフィカル3Dサブモデル間の相対位置が第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデルで考慮に入れられる。または、
2)最初に、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルの解剖学的構造のグラフィカル3Dサブモデルが第2のグラフィカル3Dコンピュータモデルの解剖学的構造のグラフィカル3Dサブモデルを使用して位置合わせされ、その次に、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルのインプラントおよび/または外科手術器具のグラフィカル3Dサブモデルが第2のグラフィカル3Dコンピュータモデルのインプラントおよび/または外科手術器具のグラフィカル3Dサブモデルを使用して位置合わせされる。
1) First, the graphical 3D submodel of the anatomy of the first graphical 3D computer model is aligned using the graphical 3D submodel of the anatomy of the second graphical 3D computer model, and then A graphical 3D sub-model anatomical in which the first graphical 3D computer model implant and / or the surgical instrument graphical 3D sub-model is aligned prior to the first graphical 3D computer model anatomy; One or more graphical 3D submodels of the structure are aligned, and this process determines the relative position between the graphical 3D submodel of the implant and / or surgical instrument and the graphical 3D submodel of the anatomical structure. 2 graphical 2D It is taken into account in the 3D computer model. Or
2) First, the graphical 3D submodel of the anatomy of the first graphical 3D computer model is aligned using the graphical 3D submodel of the anatomy of the second graphical 3D computer model, and then The graphical 3D submodel of the first graphical 3D computer model implant and / or surgical instrument is aligned using the second graphical 3D computer model implant and / or graphical instrument 3D submodel of the surgical instrument. The

本発明の追加の実施形態では、ステップB)は追加的に、次のサブステップを含んでいる。   In an additional embodiment of the invention, step B) additionally includes the following substeps:

ステップA)で受信した第1の医用3D画像データセットを使用して治療されるべき解剖学的構造のバーチャル外科治療のコンピュータ支援プランニングおよび実施。   Computer-aided planning and implementation of virtual surgical treatment of the anatomy to be treated using the first medical 3D image data set received in step A).

治療されるべき解剖学的構造の第1の医用3D画像データセットに基づいて、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルの3Dサブモデルが最初に確立され得、これは解剖学的構造を含み、初期グラフィカルコンピュータモデルとしてバーチャル外科治療のプランニングおよび実施のために使用される。追加の3Dサブモデルもその次に、治療の完了まで、例えば、骨片の整復などのプランニングされた治療ステップのために確立され、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルに一体化され得る。   Based on the first medical 3D image data set of the anatomy to be treated, a 3D submodel of the first graphical 3D computer model may be first established, which includes the anatomy and the initial graphical Used as a computer model for planning and implementation of virtual surgical treatment. Additional 3D submodels can then be established and integrated into the first graphical 3D computer model for completion of treatment, eg, for planned treatment steps such as bone fragment reduction.

本方法のさらに別の実施形態では、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルは、治療されるべき解剖学的構造のグラフィカル3Dサブモデルを、ステップA)で受信された第1の医用3D画像データセットを使用したデジタルデータセットの形で含んでいる。   In yet another embodiment of the method, the first graphical 3D computer model is a graphical 3D submodel of the anatomy to be treated, and the first medical 3D image data set received in step A). Included in the form of a used digital data set.

本方法の追加の実施形態では、コンピュータ支援プランニングには第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルのインプラントの少なくとも1つの追加のグラフィカル3Dサブモデルの一体化を含んでいる。したがって、インプラントおよび/または、例えば、ガイドワイヤー、外科手術道具または器具などのテンポラリエイドの位置は空間的に決定され得、治療の完了までの各治療ステップで表現され得る。このことは、インプラントおよび/またはテンポラリエイドの対応する3Dコンピュータモデルの位置の比較によって達成され、これは、コンピュータにアーカイブ保存され、第1に、(上述の)解剖学的構造の(現在、正しい位置に配置されている)3Dコンピュータモデルと共に、そして第2に、X線画像で視覚され得るインプラントおよび/またはテンポラリエイドの位置と共にダウンロードされ得る。したがってこのように、インプラントおよび/またはテンポラリエイドの3Dコンピュータモデルは、従来の術前X線画像、術中の平面2D Cアークまたは空間3D Cアーク画像、または術後X線画像などの様々な画像化プロセスを使用する反復された位置合わせによって、治療の全体経過を通じて空間的に常時表現される。 In an additional embodiment of the method, the computer-aided planning includes the integration of at least one additional graphical 3D submodel of the first graphical 3D computer model implant. Thus, the location of implants and / or temporary aids such as, for example, guidewires, surgical tools or instruments can be spatially determined and expressed at each treatment step up to the completion of treatment. This is achieved by a comparison of the position of the corresponding 3D computer model of the implant and / or temporary, which is archived on a computer and, first, the (currently correct) anatomy (above) It can be downloaded with the 3D computer model (located in the location) and secondly with the location of the implant and / or temporary aid that can be visualized in the X-ray image . Thus, in this way, 3D computer models of implants and / or temporaries are available for various imaging such as traditional pre-operative X-ray images, intraoperative planar or spatial 3D C-arc images, or post-operative X-ray images. Through repeated registration using the process, it is always represented spatially throughout the course of treatment.

本方法のさらに別の実施形態では、コンピュータ支援プランニングには第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルのテンポラリエイド、好適には外科手術器具の少なくとも1つの追加のグラフィカル3Dサブモデルの一体化を含んでいる。   In yet another embodiment of the method, the computer-aided planning includes integration of a temporary graphical 3D computer model, preferably at least one additional graphical 3D sub-model of the surgical instrument.

本方法の追加の実施形態では、コンピュータ支援プランニングには、コンピュータシュミレーションによって、好適には、有限要素のコンピュータ分析によって実質上、外科的に治療された解剖学的構造の生体力学的安定性の評価を含んでいる。手術、すなわち、解剖学的構造の整復のコンピュータ支援分析およびプランニングによって、一時的および最終的インプラントのタイプおよび位置が、バーチャルにプランニングされ、コンピュータで空間的に表現され得、骨接合の、例えば、生体力学的安定性がコンピュータシュミレーションで評価され、各治療ステップで再評価され得る。それから状態に応じて、治療計画が継続される、または、必要な場合には変更され得る。   In an additional embodiment of the method, the computer assisted planning includes assessing the biomechanical stability of an anatomical structure that has been surgically treated by computer simulation, preferably by finite element computer analysis. Is included. Through computer-aided analysis and planning of surgery, i.e. reduction of anatomy, the type and location of temporary and final implants can be virtually planned and spatially represented in a computer, Biomechanical stability can be assessed by computer simulation and re-evaluated at each treatment step. Depending on the condition, the treatment plan can then be continued or changed if necessary.

本方法の追加の実施形態では、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルは、コンピュータベースのプランニングに従ってバーチャルに治療された解剖学的構造の少なくとも1つの中間結果の少なくとも1つのグラフィカル3Dサブモデルを含んでいる。   In an additional embodiment of the method, the first graphical 3D computer model includes at least one graphical 3D submodel of at least one intermediate result of the anatomical structure that is virtually treated according to the computer-based planning. .

本方法の別の実施形態では、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルは、サブモデルとして実施計画を含み、これが外科的治療介入の正確な経過を定義し、対応する管理明細を含んでいることが好適である。   In another embodiment of the method, the first graphical 3D computer model includes the implementation plan as a submodel, which defines the exact course of the surgical intervention and includes the corresponding administrative details. It is.

本方法は、外科治療のモニタリングのために使用され得る。本方法のステップC)が術前ステータスで最初に行われることが好適で、その結果、少なくとも1つのオブジェクトのモニタリングが外科的治療介入の前に可能になる。本方法のステップC)は少なくとも1つの術中ステータスで行い得、その結果、外科治療中に少なくとも1つのオブジェクトのモニタリングが可能になる。その上、ステップC)はさらに、少なくとも1つの術後ステータスでも実行され得、その結果、外科治療後に少なくとも1つのオブジェクトのモニタリングが可能になる。   The method can be used for surgical treatment monitoring. It is preferred that step C) of the method is first performed in a preoperative status, so that monitoring of at least one object is possible before a surgical intervention. Step C) of the method can be performed with at least one intraoperative status, so that at least one object can be monitored during the surgical procedure. Moreover, step C) can also be performed with at least one post-operative status, so that at least one object can be monitored after the surgical treatment.

本発明による方法は外科治療の品質保証のために使用されることが好適である。本方法の追加の構成要素および利点は、治療の全体経過を通じて生成されるすべてのデータが品質管理システムで一体化され、それから分析され得ることである。そして次に、これは治療のタイプ、選択、および実施に好ましい効果を有し得、例えば、該当するパラメータに基づき治療手順を標準化し得る。   The method according to the invention is preferably used for quality assurance of surgical treatment. An additional component and advantage of the method is that all data generated throughout the course of treatment can be integrated and then analyzed in the quality control system. And in turn, this can have a positive effect on the type, selection and implementation of the treatment, for example, the treatment procedure can be standardized based on the relevant parameters.

本方法は、骨折の治療、骨不整列の治療、および歯科インプラント治療で使用され得る。   The method can be used in fracture treatment, bone misalignment treatment, and dental implant treatment.

本発明および本発明の変形形態は、いくつかの実施形態の例の部分的な図面表現を参照して、以下でさらに詳細に記述される。   The invention and variants of the invention are described in more detail below with reference to partial drawing representations of some example embodiments.

本発明による方法の一実施形態の流れ図を示す図である。Fig. 2 shows a flow chart of an embodiment of the method according to the invention. 本発明による方法の一追加の実施形態の流れ図を示す図である。Fig. 6 shows a flow diagram of an additional embodiment of the method according to the invention. 図2による本発明に従う方法の実施形態による第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルの生成の一実施形態の流れ図を示す図である。Fig. 3 shows a flow diagram of an embodiment of generation of a first graphical 3D computer model according to an embodiment of the method according to the invention according to Fig. 2;

原則として、本発明による方法は、コンピュータ支援医用画像化プロセスによって3次元的に取得され得るいずれかの解剖学的構造のために使用され得るものである。加えて、コンピュータ支援医用画像化プロセスにより、少なくとも部分的に、幾何学的に明確な仕方で取得され得るいずれかのインプラントおよび術中に使用可能な外科手術器具を使用することが可能である。   In principle, the method according to the invention can be used for any anatomical structure that can be acquired three-dimensionally by a computer-aided medical imaging process. In addition, it is possible to use any implant and intraoperatively usable surgical instrument that can be acquired, at least in part, in a geometrically unambiguous manner by means of a computer assisted medical imaging process.

例1:
以下で、本発明による方法は、骨折の外科治療および骨不整列の矯正での一例として記述される。
Example 1:
In the following, the method according to the invention will be described as an example in surgical treatment of fractures and correction of bone misalignment.

図1と図2で表現される実施形態の相違は、図1による実施形態では、治療されるべき解剖学的構造の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1は術前の第1の医用3D画像データセット10に基づき確立されるが、図2による実施形態では、図1による実施形態に類似して確立されたグラフィカル3Dコンピュータモデルがグラフィカル3Dサブモデルとして使用されるという点のみで、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1の生成にはさらに、この3Dサブモデルを使用して治療される解剖学的構造のバーチャル外科治療のコンピュータ支援プランニングおよび実施を含んでいる。図1による方法の実施形態は、時間関連の理由で手術のコンピュータ支援プランニングが実行され得ない時、特に例えば、深刻な事故などの緊急事態に使用され得る。加えて、図2による方法の実施形態では、治療の全体経過のモニタリングについて、必要なすべての術前、術中、または術後の画像位置合わせが、図1による実施形態または図2による実施形態を使用して実行され得る。   The difference between the embodiment represented in FIG. 1 and FIG. 2 is that, in the embodiment according to FIG. 1, the first graphical 3D computer model 1 of the anatomy to be treated is the first medical 3D image data before surgery. 2 is established based on the set 10, but in the embodiment according to FIG. 2, the first graphical only in that a graphical 3D computer model established similar to the embodiment according to FIG. 1 is used as the graphical 3D submodel. Generation of the 3D computer model 1 further includes computer assisted planning and implementation of virtual surgical treatment of anatomical structures to be treated using the 3D submodel. The embodiment of the method according to FIG. 1 can be used in particular when emergency computer-aided planning of surgery cannot be performed for time-related reasons, for example in a serious accident. In addition, in the embodiment of the method according to FIG. 2, all necessary pre-operative, intra-operative or post-operative image registrations for the monitoring of the whole course of treatment are compared with the embodiment according to FIG. 1 or the embodiment according to FIG. Can be implemented using.

図1で表現される方法の実施形態は実質的に次のステップを含んでいる。   The embodiment of the method represented in FIG. 1 substantially includes the following steps.

ステップ100:外科手術の前の3D画像化
最初は、コンピュータ支援の医用画像化方法による患者の治療されるべき解剖学的構造の術前の第1の医用3D画像データセット10の受信。本方法には、外科手術前に手術の分野の適切な画像情報の入手が含まれる。これは、患者の、例えば、骨折または骨不整列を伴う領域の治療されるべき解剖学的構造の術前の第1の医用3D画像データセットが、好適にはCTによって生成することに備えるものである。代替として、または追加的に、コーンビーム断層撮影法(デジタルボリューム断層撮影法とも呼ばれる)、磁気共鳴断層撮影法、または3Dレーザー走査などのほかの3次元断層画像方法も使用され得る。出力として、術前の第1の医用3D画像データセット10が、例えば、DICOM形式(Digital Imaging and Communication in Medicine:医用におけるデジタル画像と通信)のデータセットの形でデジタル化3D画像データセットの形で取得される。
Step 100: 3D Imaging Before Surgery Initially, reception of a first medical 3D image data set 10 prior to surgery of a patient's anatomy to be treated by a computer assisted medical imaging method. The method includes obtaining appropriate image information in the field of surgery prior to surgery. This is in preparation for the first medical 3D image data set of the patient, for example a pre-operative anatomical structure to be treated in a region with fracture or bone misalignment, preferably generated by CT. It is. Alternatively or additionally, other three-dimensional tomographic imaging methods such as cone beam tomography (also called digital volume tomography), magnetic resonance tomography, or 3D laser scanning may be used. As an output, a pre-operative first medical 3D image data set 10 is converted into a digitized 3D image data set in the form of, for example, a DICOM format (Digital Imaging and Communication in Medicine). Obtained at.

ステップ101:ステップ100で受信された第1の医用3D画像データセット10を使用するデジタルデータセットの形で、治療されるべき解剖学的構造の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1の生成。特に、このステップでは、手術が行われる前の解剖学的構造の識別、特定、および表現。   Step 101: Generation of a first graphical 3D computer model 1 of the anatomy to be treated in the form of a digital data set using the first medical 3D image data set 10 received in step 100. In particular, this step identifies, identifies, and represents the anatomy before surgery is performed.

好適には術前のCTによって生成された、術前の第1の医用3D画像データセット10を使用して、例えば、骨折の場合の骨片または骨不整列の場合の骨セグメントなどの治療されるべき解剖学的構造が、適切なコンピュータソフトウェアを使用して識別され、特定され、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1の形で保存され、その結果、前記構造は、例えばモニターで、3D骨片として表現され得る。このことは、識別、例えば、骨構造の例えば、解剖学的構造の解剖学的幾何パターンの認識、特定、すなわち、空間的な位置の定義、そして表現、すなわち、3Dコンピュータモデルとして適切な空間的表現の方法を使用して行われ得る。このことにはさらに、画像セグメンテーションの技術が含まれる。例えば、矯正骨切り術の場合、このステップ101では、骨切り術の計画に応じて、2つ以上のバーチャル骨片が既に識別され特定されており、ここで、予測切断線が骨片の分離のために使用される。ステップ101は手術前に、コンピュータで、自動および/または手動により実行され、ここで、入力として、術前の第1の医用3D画像データセット10がステップ100で受信され、この3Dデータセットの処理、すなわち、例えば、骨折の場合の骨片などの3D解剖学的構造の識別、特定、および空間的表現のために、コンピュータソフトウェアおよび方法が使用される。出力として、処理されたデジタルデータセットが取得され、これによって、例えば、個別の骨片などの解剖学的構造のグラフィカル3D表現が可能になる。   The first preoperative medical 3D image data set 10, preferably generated by preoperative CT, is used to treat, for example, a bone fragment in the case of a fracture or a bone segment in the case of bone misalignment. The anatomical structure to be identified is identified and identified using suitable computer software and saved in the form of a first graphical 3D computer model 1, so that the structure is 3D bone fragment, for example on a monitor Can be expressed as This is the identification, for example, the recognition of the anatomical geometric pattern of the bone structure, for example the anatomical geometric pattern, the identification, the definition of the spatial position, and the representation, the spatial suitable as a 3D computer model. It can be done using methods of expression. This further includes image segmentation techniques. For example, in the case of corrective osteotomy, in this step 101, two or more virtual bone fragments have already been identified and identified according to the osteotomy plan, where the predicted cutting line is the bone fragment separation. Used for. Step 101 is performed automatically and / or manually at the computer prior to surgery, where a preoperative first medical 3D image data set 10 is received at step 100 as input and processing of this 3D data set is performed. That is, computer software and methods are used for identification, identification, and spatial representation of 3D anatomical structures such as, for example, bone fragments in the case of a fracture. As output, a processed digital data set is obtained, which allows for a graphical 3D representation of anatomical structures such as individual bone fragments, for example.

ステップ101で取得され、治療されるべき解剖学的構造の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1は、画像位置合わせによる空間的位置の観点で、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル2と一致するように行われ得るようになり、これは、術前、術中、または術後に受信された第2または追加の医用2Dまたは3D画像データセット20の1つ以上のデジタル化医用画像から生成される。結果として、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1は、更新された位置、すなわち、治療されるべき解剖学的構造の実際の術前、術中、または術後の位置において、治療の全体経過を通じでコンピュータのモニターで表現され得る。したがって外科治療のモニタリングの間、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1は、手術直前の手術室で術前に、術中に、手術の完了後におよび/または追跡調査のために術後に、治療されるべき解剖学的構造の正しい位置での表現のために使用され得る。このため、以下で記述されるステップ102からステップ104は各場合に実行される。   The first graphical 3D computer model 1 of the anatomical structure to be acquired and treated in step 101 is matched with the second graphical 2D or 3D computer model 2 in terms of spatial position by image registration. This is generated from one or more digitized medical images of a second or additional medical 2D or 3D image data set 20 received before, during or after surgery. As a result, the first graphical 3D computer model 1 is computerized throughout the entire course of treatment at the updated location, ie the actual pre-operative, intra-operative or post-operative location of the anatomy to be treated. It can be expressed on the monitor. Thus, during the monitoring of surgical treatment, the first graphical 3D computer model 1 is treated pre-operatively in the operating room immediately prior to surgery, during surgery, after completion of surgery and / or post-operatively for follow-up. It can be used for the representation of the correct position of the power anatomy. For this reason, step 102 to step 104 described below are executed in each case.

代替として(図2の下で記述されているように)、ステップ201で記述される、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1の生成には追加的に、ステップ200で受信した第1の医用3D画像データセット10を使用する、治療されるべき解剖学的構造のバーチャル外科治療のコンピュータ支援プランニングおよび実施を含み得る。外科治療のモニタリングでは、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1の画像位置合わせは、この場合、術前、術中、または術後に受信された第2または追加の医用2Dまたは3D画像データセット20の1つ以上のデジタル化医用画像を使用する図1または図2による実施形態の1つに従って実行され得る。   Alternatively (as described below in FIG. 2), the first medical 3D image received at step 200 is additionally included in the generation of the first graphical 3D computer model 1 described at step 201. Computer dataset planning and implementation of virtual surgical treatment of the anatomy to be treated using data set 10 may be included. For surgical treatment monitoring, the image registration of the first graphical 3D computer model 1 is in this case one of the second or additional medical 2D or 3D image data set 20 received before, during or after surgery. It can be performed according to one of the embodiments according to FIG. 1 or FIG. 2 using one or more digitized medical images.

ステップ102:第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル2を使用する図1または図2による実施形態の1つに従う第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1の画像位置合わせの前に、コンピュータ支援の医用画像化方法によって、1つ以上のデジタル化医用画像21を含む、第2の医用2Dまたは3D画像データセット20、治療されるべき解剖学的構造、および/またはインプラントの受信が(望ましい術前、術中、または術後ステータスで)行われる。   Step 102: Computer-assisted medical imaging prior to image registration of the first graphical 3D computer model 1 according to one of the embodiments according to FIG. 1 or FIG. 2 using a second graphical 2D or 3D computer model 2 Depending on the method, the reception of a second medical 2D or 3D image data set 20, including one or more digitized medical images 21, the anatomy to be treated, and / or the implant (desired pre-operative, intra-operative, Or done with postoperative status).

ステップ103:その次に、ステップ102で受信された第2の医用2Dまたは3D画像データセット20を使用するデジタルデータセットの形で、治療されるべき解剖学的構造の第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル2の生成が行われる。例えば、治療されるべき解剖学的構造の術前、術中、または術後のX線画像化により1つ以上のデジタル化医用画像を受信した後、解剖学的構造の同じ解剖学的ランドマーク、例えば、関節表面、骨の濃淡値、および/または骨の幾何パターンを含む、骨折ゾーンおよび健康な骨の表面の骨片および骨の輪郭が1つ以上のデジタル化医用画像または直接第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル2で再識別および再特定され、その次に、術前、術中、または術後の状態の第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル2を使用して、例えば骨片など、治療されるべき解剖学的構造の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1を位置合わせする。術前、術中、または術後の画像化技術として、2面の従来の平面X線表示が使用されるか、あるいは好適には、CアークX線装置を使用した2Dまたは3D画像プロセスによって、手術直前に手術室で生成されるX線画像が使用される。   Step 103: Next, a second graphical 2D or 3D of the anatomy to be treated in the form of a digital data set using the second medical 2D or 3D image data set 20 received in step 102. The computer model 2 is generated. For example, after receiving one or more digitized medical images by pre-, intra- or post-operative x-ray imaging of the anatomy to be treated, the same anatomical landmark of the anatomy, One or more digitized medical images or direct second graphical representations of bone fragments and bone contours of the fracture zone and healthy bone surface, including, for example, joint surfaces, bone tone values, and / or bone geometric patterns Re-identified and re-identified in 2D or 3D computer model 2 and then treated using a second graphical 2D or 3D computer model 2 in a pre-operative, intra-operative or post-operative state, eg bone fragments Align the first graphical 3D computer model 1 of the anatomy to be done. As a pre-, intra- or post-operative imaging technique, two conventional planar X-ray displays are used, or preferably by a 2D or 3D imaging process using a C-arc X-ray device. An X-ray image generated immediately before in the operating room is used.

ステップ104:その次に、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1の画像位置合わせの実施が第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル2を使用して実行される。その結果、新しい表現が作成され、その中で、例えば、骨片の、治療されるべき解剖学的構造の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1が現在の画像化に従って正しい位置で視覚可能である。コンピュータ断層撮影法(CT)の取得の時から、例えば、骨片などの解剖学的構造の位置でのいくらかのずれはそれに応じて更新され、結果として補正される。   Step 104: Next, an image registration implementation of the first graphical 3D computer model 1 is performed using the second graphical 2D or 3D computer model 2. As a result, a new representation is created in which the first graphical 3D computer model 1 of the anatomy to be treated, for example a bone fragment, is visible in the correct position according to the current imaging. Since the acquisition of computed tomography (CT), for example, any deviations in the position of anatomical structures such as bone fragments are updated accordingly and corrected accordingly.

図2で表現された方法の実施形態は、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1の生成には、インプラントおよびさらに外科手術器具の使用可能性がある場合、治療されるべき解剖学的構造のバーチャル外科治療のコンピュータ支援プランニングおよび実施を含み得るという点でのみ図1で表現された実施形態とは異なる。   The embodiment of the method represented in FIG. 2 is a virtual surgery of the anatomy to be treated if the generation of the first graphical 3D computer model 1 involves the use of implants and further surgical instruments. It differs from the embodiment depicted in FIG. 1 only in that it may include computer-aided planning and implementation of treatment.

図2で表現された方法の実施形態が骨接合または矯正骨切り術の例を使用して記述され、これには実質的に次のステップが含まれる。   An embodiment of the method depicted in FIG. 2 is described using an example of osteosynthesis or orthodontic osteotomy, which includes substantially the following steps.

ステップ200:手術の前の3D画像化:
最初は、図1による実施形態と類似して、コンピュータ支援の医用画像化プロセスによって行われる患者の治療されるべき解剖学的構造の術前の第1の医用3D画像データセット10の受信が行われる。
Step 200: 3D imaging before surgery:
Initially, similar to the embodiment according to FIG. 1, the reception of the first medical 3D image data set 10 before the operation of the patient's anatomy to be treated is carried out by a computer-aided medical imaging process. Is called.

ステップ201:その次に、治療されるべき解剖学的構造の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1がデジタルデータセットの形で生成され、ここで、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1の生成には、ステップ100で受信された第1の医用3D画像データセット10を使用した、治療されるべき解剖学的構造のバーチャル外科治療のコンピュータ支援プランニングおよび実施を含んでいる。図1と類似して、このステップでは、手術前の解剖学的構造の最初の識別、特定、および表現が行われる。   Step 201: Next, a first graphical 3D computer model 1 of the anatomy to be treated is generated in the form of a digital data set, where the generation of the first graphical 3D computer model 1 includes: Including computer-aided planning and implementation of virtual surgical treatment of the anatomy to be treated using the first medical 3D image data set 10 received in step 100. Similar to FIG. 1, in this step, the initial identification, identification and representation of the pre-operative anatomy is performed.

コンピュータでの3D術前プランニングは図3で詳細に表現されており、ここで、コンピュータでの3D術前プランニングには、図3で表現されたステップ2011からステップ2021の全部または一部のみを含め得る。患者の臨床検査および画像化の評価を含む臨床書類の研究を補助するものとして、コンピュータでの外科的治療介入の術前のプランニングが追加的に適切なソフトウェアを使用して実行されるようになる。ここでは、例えば、骨折の場合、3D骨片の解剖学的に正しいバーチャル整復が中心タスク(ステップ2012)を表している。3D骨片の解剖学的整復はさらに、いずれかの残りの骨欠損の存在の表現および分析を可能にする。他方、骨不整列の場合、骨切り術がコンピュータで実質上、空間的に確立され(ステップ2011)、次いで、3D骨片がプランニングされた位置にずらされる(ステップ2012)。このため、上で確立された3D骨片が、骨切り術のプランニングされた位置に従って、継続的に新しく表現されるか、または位置合わせされる。   Computer 3D pre-operative planning is represented in detail in FIG. 3, where the computer 3D pre-operative planning includes all or part of steps 2011 to 2021 represented in FIG. obtain. As an aid to the study of clinical documents, including evaluation of patient laboratory and imaging, preoperative planning of surgical interventions on computers will be additionally performed using appropriate software . Here, for example, in the case of a fracture, the anatomically correct virtual reduction of the 3D bone fragment represents the central task (step 2012). The anatomical reduction of 3D bone fragments further allows for the expression and analysis of the presence of any remaining bone defects. On the other hand, in the case of bone misalignment, osteotomy is substantially spatially established with the computer (step 2011), and then the 3D bone fragment is shifted to the planned position (step 2012). For this purpose, the 3D bone fragments established above are continuously re-presented or aligned according to the planned position of the osteotomy.

コンピュータでのこの3D術前のプランニングの追加機能として、骨折または骨切り術がバーチャルに分析され得る(ステップ2013)。したがって、例えば、骨片の脱臼の形状、サイズ、および程度並びに残りの欠損または作成された欠損のほか、起こり得る骨片の重なり(骨切り術または骨移植の場合には重要)も計算され得る。このプロセスで、知られている骨折の分類4、例えば、AO COIAC分類、またはMuller AO分類などを使用することも可能で、これはデータベースに保存してダウンロードされ得る。   As an additional function of this 3D pre-operative planning on the computer, a fracture or osteotomy can be virtually analyzed (step 2013). Thus, for example, the shape, size, and extent of bone dislocation, as well as any remaining or created defects, as well as possible overlap of bone fragments (important in osteotomy or bone grafting) can be calculated. . The process can also use known fracture classifications 4, such as AO COIAC classification or Muller AO classification, which can be saved and downloaded to a database.

次いで、骨折とさらに骨不整列の場合、バーチャル骨接合(ステップ2016)が、例えば、外科手術器具および適切なサイズのプレート、骨髄ネイル、スクリュー、ガイドワイヤーなどの定義されたインプラントの、コンピュータにアーカイブ保存されたテンポラリエイドの3Dコンピュータモデル5を選択してプランニングされ、グラフィカル3Dサブモデルのように第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルに配置され得る。骨欠損の場合、数量を含む、自己または人工の材料(例えば、骨移植またはセメント)のプランニングは、追加的に、骨の体積または機械的特性に一致する対応するバーチャル充填物質を実質的に伴う欠損を表現することによって考慮に入れ得る。ステップ201の追加機能として、実施計画(ステップ2017)が確立され、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1のサブモデルとして一体化され、これは、外科的治療介入の正確な順序を定義し、適切な管理明細を含んでいる。したがって、骨片または骨切り術の整復の順序が確立され、テンポラリエイドおよび最終的インプラントの順序および使用も同様である。管理明細には、中間結果のバーチャルグラフィカル3Dコンピュータモデルが含まれ、これは手術中、実際の中間結果と比較され得る。   Then, in the case of a fracture and further bone misalignment, a virtual osteosynthesis (step 2016) is archived in the computer of surgical instruments and defined implants such as appropriately sized plates, bone marrow nails, screws, guide wires, etc. A stored temporary 3D computer model 5 can be selected and planned and placed in a first graphical 3D computer model, such as a graphical 3D submodel. In the case of a bone defect, the planning of self or artificial material (eg bone graft or cement), including quantity, additionally involves substantially a corresponding virtual filling material that matches the bone volume or mechanical properties It can be taken into account by expressing defects. As an additional function of step 201, an implementation plan (step 2017) is established and integrated as a sub-model of the first graphical 3D computer model 1, which defines the exact sequence of surgical interventions and Includes control details. Thus, a reduction order of bone fragments or osteotomy is established, as are the order and use of temporary and final implants. The management details include a virtual graphical 3D computer model of intermediate results, which can be compared with actual intermediate results during surgery.

ステップ201の追加機能として、バーチャル手術プランニング中に作成される、骨片およびインプラントからなる骨接合は、例えば、有限要素分析によって、実質上生体力学的にテストされ得る(ステップ2018)。   As an additional function of step 201, the osteosynthesis of bone fragments and implants created during virtual surgical planning can be substantially biomechanically tested, eg, by finite element analysis (step 2018).

入力として、ステップ200で受信された術前の第1の医用3D画像データセット10が使用され、ここで、それに基づき、プランニング前に、骨不整列の場合の骨片または全体領域のグラフィカル3Dサブモデルが作成され得る。バーチャル外科治療のプランニングおよび実施のために、次のソフトウェアツールが使用され得る:
1.特に骨不整列の場合、バーチャル骨切り術を生成するためのソフトウェアツール、
2.3D骨片のバーチャル整復のためのソフトウェアツール、
3.プレート、スクリュー、骨髄ネイル、キルシュナーワイヤなどのテンポラリエイドおよび最終的インプラントのアーカイブ保存された3Dコンピュータテンプレート、
4.プランニング中に、構成要素(骨片およびインプラントの数、サイズ、形状など)並びにプランニングプロセス(例えば、脱臼の程度、骨切りの角度)を分析するためのソフトウェアツール、
5.主な実施計画および代替物の確立のためのソフトウェアツール、
6.骨接合の生体力学的特性の分析のためのソフトウェアツール。
As input, the preoperative first medical 3D image data set 10 received in step 200 is used, based on which a graphical 3D sub-section of the bone fragment or the entire region in case of bone misalignment before planning. A model can be created. The following software tools can be used for planning and performing virtual surgical treatment:
1. Software tools for generating virtual osteotomy, especially in case of bone misalignment,
2. Software tool for virtual reduction of 3D bone fragments,
3. Archived 3D computer templates for temporary and final implants such as plates, screws, bone marrow nails, Kirschner wires,
4). Software tools to analyze components (number of bone fragments and implants, size, shape, etc.) and planning process (eg degree of dislocation, angle of osteotomy) during planning,
5. Software tools for the main implementation plan and the establishment of alternatives,
6). Software tool for analysis of biomechanical properties of osteosynthesis.

出力として、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1が作成され、これには、インプラントおよび/または外科手術器具を含むコンピュータベースのプランニングに従って実質上外科的に治療される解剖学的構造、コンピュータベースのプランニングに従って実質上外科的に治療される解剖学的構造の1つ以上の中間結果の1つ以上のグラフィカル3Dサブモデル、および骨折の治療または骨不整列の矯正のための骨接合のコンピュータベースのプランニングを含み得る。   As output, a first graphical 3D computer model 1 is created, which includes an anatomical structure that is substantially surgically treated according to a computer-based planning including implants and / or surgical instruments, a computer-based planning One or more graphical 3D submodels of one or more intermediate results of an anatomical structure that are substantially surgically treated in accordance with, and computer-based planning of osteosynthesis for fracture treatment or correction of bone misalignment Can be included.

ステップ202:(望ましい術前、術中、または術後ステータスにおいて)図1に類似したコンピュータ支援の医用画像化方法によって、1つ以上のデジタル化医用画像21を含む、治療されるべき解剖学的構造、インプラント、および外科手術器具の第2の医用2Dまたは3D画像データセット20の受信。   Step 202: An anatomical structure to be treated that includes one or more digitized medical images 21 by a computer-assisted medical imaging method similar to FIG. 1 (in desired pre-operative, intra-operative or post-operative status) Receiving a second medical 2D or 3D image data set 20 of implants, and surgical instruments.

ステップ203:図1と類似して、ステップ202で受信された第2の2Dまたは3D画像データセット20を使用するデジタルデータセットの形で、治療されるべき解剖学的構造および/またはインプラントの第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル2の生成。例えば、インプラントおよび/または外科手術器具を伴う治療されるべき解剖学的構造の術前、術中、または術後のX線画像化により1つ以上のデジタル化医用画像21が生成された後、解剖学的構造の解剖学的ランドマーク、例えば、関節表面、骨の濃淡値、および/または骨の幾何パターンを含む、骨折ゾーンおよび健康な骨の表面の骨片および骨の輪郭が1つ以上のデジタル化医用画像21または直接第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル2で再識別および再配置され、その次に、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル2を使用して、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1を位置合わせする。術前の画像化技術として、2面の従来の平面X線画また2面のX線画像が使用されるか、あるいは好適には、CアークX線装置を使用した2Dまたは3D画像プロセスによって、手術直前に手術室で生成されるX線画像が使用される。   Step 203: Similar to FIG. 1, the anatomy and / or implant to be treated in the form of a digital data set using the second 2D or 3D image data set 20 received in step 202. Generation of two graphical 2D or 3D computer models 2. For example, after one or more digitized medical images 21 have been generated by pre-, intra- or post-operative x-ray imaging of the anatomy to be treated with implants and / or surgical instruments, the anatomy One or more bone fragments and bone contours of the fracture zone and healthy bone surface, including anatomical landmarks of the anatomical structure, eg, joint surfaces, bone tone values, and / or bone geometric patterns Re-identified and rearranged with the digitized medical image 21 or directly with the second graphical 2D or 3D computer model 2, and then using the second graphical 2D or 3D computer model 2, the first graphical 3D computer Align Model 1 As a pre-operative imaging technique, two conventional planar X-ray images or two X-ray images are used, or preferably by a 2D or 3D imaging process using a C-arc X-ray machine. An X-ray image generated immediately before in the operating room is used.

ステップ204:その次に、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1の画像位置合わせが第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル2を使用して実行される。図1による実施形態に従う画像位置合わせの場合のように、新しいグラフィカル表現が作成され、その中で、例えば、骨片の、治療されるべき解剖学的構造の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1が現在の画像化に従って正しい位置で視覚可能である。コンピュータ断層撮影法(CT)の取得の時から、例えば、骨片などの解剖学的構造の位置での起こり得るずれはそれに応じて更新され、結果として補正される。インプラントおよび/または外科手術器具が放射線的に、または別の画像化プロセスで視覚可能になると直ぐ、それらの位置は、例えば、骨片などの解剖学的構造のグラフィカル3Dサブモデルを使用したグラフィカル3Dサブモデルを参照することによって空間的に決定され、表現され得る。加えて、挿入の位置および方向を含むプランニングされたインプラント全体並びに最終位置が視覚化され得る。したがって、ステップ204では、テンポラリエイドおよび/または最終的インプラントの予測される空間的位置決定も術前に行われる。記述されたすべての構成要素の位置合わせ後、様々な構成要素はコンピュータ上にそれぞれ表現されたり、マスクされたりし得る。   Step 204: Next, image registration of the first graphical 3D computer model 1 is performed using the second graphical 2D or 3D computer model 2. As in the case of image registration according to the embodiment according to FIG. 1, a new graphical representation is created, in which, for example, a first graphical 3D computer model 1 of the anatomy to be treated of a bone fragment is obtained. Visible at the correct position according to current imaging. Since the acquisition of computed tomography (CT), for example, possible deviations in the position of anatomical structures such as bone fragments are updated accordingly and corrected accordingly. As soon as the implants and / or surgical instruments become visible, either radiologically or in another imaging process, their position is graphical 3D using a graphical 3D submodel of an anatomical structure such as a bone fragment, for example. It can be spatially determined and represented by referring to the submodel. In addition, the entire planned implant, including the position and direction of insertion, as well as the final position can be visualized. Accordingly, in step 204, a temporary spatial and / or predicted spatial positioning of the final implant is also performed preoperatively. After alignment of all the described components, the various components can each be represented or masked on a computer.

図1から図3で記述された本発明による方法の実施形態は、その次に、外科治療の3次元(3D)モニタリングに使用され得る。そのプロセスで、3Dモニタリングは以下にリスト表示されたステップの1つ以上を含み得る:
1)手術前のモニタリング、および/または
2)手術中のモニタリング、および/または
3)術後の追跡調査中のモニタリング。
The embodiment of the method according to the invention described in FIGS. 1 to 3 can then be used for three-dimensional (3D) monitoring of surgical treatments. In that process, 3D monitoring may include one or more of the steps listed below:
1) pre-operative monitoring and / or 2) intra-operative monitoring and / or 3) post-operative follow-up monitoring.

1)手術前のモニタリング:
最初に、ステップ102またはステップ202に従って、第2の医用2Dまたは3D画像データセット20、例えば、治療されるべき解剖学的構造の術前X線画像が受信される。関節表面、骨の濃淡値、およびさらに骨の幾何パターンを含む、骨折ゾーンおよび健康な骨の表面の骨片および骨の輪郭の解剖学的ランドマークが術前X線画像で再識別および再特定され、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル2を使用して骨片の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1に位置合わせされる。術前の画像化技術として、従来の平面X線表示または2面のX線表示を使用、またはさらに、手術直前の手術室で、好適には、2D Cアークまたは3D Cアーク画像によって生成されるX線画像も使用する。
1) Monitoring before surgery:
Initially, according to step 102 or step 202, a second medical 2D or 3D image data set 20, eg, a preoperative x-ray image of the anatomy to be treated is received. Re-identify and re-identify anatomical landmarks in fracture zones and healthy bone surfaces, including joint surfaces, bone density values, and even bone geometric patterns in preoperative X-ray images And is aligned to the first graphical 3D computer model 1 of the bone fragment using the second graphical 2D or 3D computer model 2. As a pre-operative imaging technique, use conventional planar X-ray display or two-plane X-ray display, or even in the operating room immediately before surgery, preferably generated by 2D C arc or 3D C arc images X-ray images are also used.

その結果、新しい表現が作成され、その中で、例えば、骨片の、解剖学的構造の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1が現在の画像化に従って正しい位置で視覚可能である。CT取得の時からの骨片の位置のいくらかのずれは、それに応じて更新され、結果として補正される。   As a result, a new representation is created, in which, for example, a first graphical 3D computer model 1 of the anatomy of a bone fragment is visible in the correct position according to the current imaging. Any deviation in the position of the bone fragment from the time of CT acquisition is updated accordingly and corrected accordingly.

次に、3D手術プランニングが考慮に入れられ得、すなわち、インプラントの位置、挿入の方向、最終位置を含む、プランニングされた骨接合の構築物全体が視覚化され得る。したがって、インプラントの術前の空間的位置決定も行われる。記述されたすべての構成要素の位置合わせ後、種々の構成要素はコンピュータ上にそれぞれ表現されたり、マスクされたりし得る。   Next, 3D surgical planning can be taken into account, ie the entire planned osteosynthesis construct can be visualized, including the position of the implant, the direction of insertion, and the final position. Thus, pre-spatial spatial positioning of the implant is also performed. After alignment of all the described components, the various components can each be represented on a computer or masked.

2)手術中のモニタリング:
新しいX線画像チェックが行われるが、次の手術中の術中には、2Dまたは3Dチェックが好適である。同じやり方で、上のステップ204の下で記述されたように、新しい画像位置合わせが行われる。したがって、関節表面、骨の濃淡値、およびさらに骨の幾何パターンを含む、骨折ゾーンおよび健康な骨の表面の骨片および骨の輪郭の解剖学的ランドマークが術中X線画像で再識別および再特定され、骨片の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1に位置合わせされる。こうして、術中に、3D骨片の現在の位置が空間的に決定され、モニタリングされ得る。手術の最初に、インプラントが骨に取り付けられる場合、これは位置合わせプロセスを向上させるまたは円滑化できる。これは、特に矯正骨切り術で利点となり得る。その理由は、ここではより少ない解剖学的ランドマークしか使用可能ではないからであり、同様にさらにこれは術前の3D画像化で識別され得る。
2) Monitoring during surgery:
A new X-ray image check is performed, but a 2D or 3D check is preferred during the next surgery. In the same manner, a new image registration is performed as described under step 204 above. Therefore, anatomical landmarks of fracture zones and healthy bone surfaces, including joint surfaces, bone tone values, and even bone geometric patterns, are re-identified and re-recognized in intraoperative X-ray images. Identified and registered to the first graphical 3D computer model 1 of the bone fragment. Thus, during surgery, the current position of the 3D bone fragment can be spatially determined and monitored. If the implant is attached to the bone at the beginning of the surgery, this can improve or facilitate the alignment process. This can be an advantage especially in orthopedic osteotomy. The reason is that less anatomical landmarks can be used here, as well as this can be identified in pre-operative 3D imaging as well.

矯正骨切り術の場合、再識別および再特定によって骨片の位置を空間的に評価するために、部分的なずれのみを最初に実行することは利点となり得る。その上、次に骨切りの結果を向上させるために測定が開始され得る。最終的な取り付けが行われるのは、骨片の空間的に正しい位置のチェック後のみである。   In the case of corrective osteotomy, it may be advantageous to perform only partial displacement first to spatially assess the position of the bone fragment by re-identification and re-identification. Moreover, measurements can then be initiated to improve the osteotomy results. The final attachment takes place only after checking the spatially correct position of the bone fragments.

インプラントおよび/または外科手術器具が追加の術中X線画像チェックで手術の経過を通じて視覚可能になると直ぐに、空間的位置も骨片の既に空間的に定義されたグラフィカル3Dコンピュータモデル1およびインプラントおよび/または外科手術器具のグラフィカル3Dサブモデルの対応する位置決めを使用して位置合わせすることによって決定され得る。   As soon as the implant and / or surgical instrument is visible through the course of the operation with an additional intraoperative X-ray image check, the spatial position is also already spatially defined in the graphical 3D computer model 1 and the implant and / or It can be determined by aligning using the corresponding positioning of the graphical 3D sub-model of the surgical instrument.

次に、ステップ201による3D手術プランニングが再度、考慮に入れられ得、すなわち、インプラントおよび/または外科手術器具の位置、挿入の方向、最終位置を含む、プランニングされた、および現在の骨接合がバーチャルに、視覚化、分析化、および生体力学的にテストされ得る。   Next, the 3D surgical planning according to step 201 may be taken into account again, i.e. the planned and current osteosynthesis, including the position of the implant and / or surgical instrument, the direction of insertion, the final position, is virtual. In addition, it can be visualized, analyzed and biomechanically tested.

その上、手術中の新しい再識別および再配置を伴うX線チェック並びに術前のプランニングおよびシミュレーションからの情報の包含によって、外科医は正常に手術を継続し、3次元で書類化して、変更し、骨接合の空間的位置のチェック使って最終的に完了することができる。   Moreover, by including X-ray checks with new re-identification and relocation during surgery and inclusion of information from pre-operative planning and simulation, surgeons continue to operate normally, document and modify in three dimensions, It can finally be completed using a check of the spatial location of the osteosynthesis.

3)術後の追跡調査でのモニタリング。   3) Monitoring at follow-up after surgery.

X線チェックを伴う術後の追跡調査は規定に従って実行される。前記X線チェックでは、骨片の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1および骨接合後のインプラントのグラフィカル3Dサブモデルも、必要に応じて、再識別および再配置され得る。したがって、術後のX線チェックでは、骨片またはインプラントの空間的位置の変更が行われたかどうか、いつ行われたか、特に、変更が術後に行われたかどうかを判定することが可能である。再度、骨片およびインプラントの第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1の位置が術前または術中に確立されたグラフィカル3Dコンピュータモデル1と比較され得る。コンピュータ化された術前プランニングが重ね合わされ得、現在の骨接合の生体力学的安定性をテストするために、例えば、有限要素分析によって、現在の状態がシミュレートされ得る。さらなる追跡調査では、再評価が行われ、すなわち、治療は終了されるべきかどうか、あるいは新しい診断または治療ステップが開始されるべきかどうかを判断するための決定が表現された結果に基づいて行われる。   Post-surgical follow-up with x-ray checks is performed according to regulations. In the X-ray check, the first graphical 3D computer model 1 of the bone fragment and the graphical 3D submodel of the post-osseous implant can also be re-identified and repositioned as needed. Thus, post-operative X-ray checks can determine if a change in the spatial location of a bone fragment or implant has been made, and in particular if the change has been made post-operatively. . Again, the location of the first graphical 3D computer model 1 of bone fragments and implants can be compared with the graphical 3D computer model 1 established before or during the operation. Computerized preoperative planning can be overlaid and the current state can be simulated, for example, by finite element analysis, to test the biomechanical stability of the current osteosynthesis. In further follow-up, a re-evaluation is performed, i.e. based on the expressed results of the decision to determine whether the treatment should be terminated or whether a new diagnosis or treatment step should be initiated. Is called.

正確な位置合わせが単に平面X線画像で成功裏に達成される場合には、「2面での」標準的なX線書類作成なしで済ませることが可能である。したがって、放射線に対する暴露およびコストが削減され得る。   If accurate registration is successfully achieved with just a planar X-ray image, it is possible to dispense with standard “two-sided” X-ray document creation. Thus, exposure to radiation and costs can be reduced.

図1および図2で表現された本発明による方法の実施形態並びにモニタリング中に実行されたステップ中に取得された1つ以上の発見および結果は、外科治療の品質管理システムに転送され得る。   One or more findings and results obtained during the embodiment of the method according to the invention represented in FIGS. 1 and 2 and the steps carried out during monitoring may be transferred to a surgical quality control system.

例2:
以下では、図1から図3で表現された本発明による方法が歯科インプラント学の適用分野の追加の例で表現されている。1つ以上の歯科インプラントの挿入の間の治療の経過が、次のとおり治療の経過を通じてモニタリングされ得る。術前に、手術のフィールド、並びに例えば、隣接する歯および/または歯茎などの隣接する領域の3D画像化が行われ、すなわち、術前の第1の医用3D画像データセット10の受信および第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1またはそのサブモデルの生成(図1のステップ100およびステップ101並びに図2のステップ200およびステップ201)が行われる。3D画像化が光3D走査方法、例えば、レーザー走査によって行われることが利点となる。この画像化は単独で、あるいは術前CTまたはデジタルボリューム断層撮影法を補完するものとして実行され得る。個別の治療ステップのモニタリングは、隣接領域を含む光レーザー走査によって、パイロットドリルまたは歯科インプラントなどの外科手術器具を含め、手術前、それから手術中、およびさらに手術または歯科の補てつ作業の組み込み(すなわち、歯冠またはブリッジ)直後に手術のフィールドを取得することによって行われるようになり、様々な治療段階で生成されたこれら画像化表示が位置合わせされる。上述の3D画像化表示は第2のグラフィカル3Dコンピュータモデルのほか、追加のグラフィカル3Dコンピュータモデル2も形成し、これは、第2の医用3D画像データセットのほか、追加の医用3D画像データセット20に基づき生成され(図1のステップ102およびステップ103または図2のステップ202およびステップ203)、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1を使用して位置合わせされる(図1のステップ104または図2のステップ204)。この位置合わせは、例えば、歯または歯茎などの解剖学的構造で手術されない構造で実行されることが好適である。位置合わせによって、インプラントおよび外科手術器具の空間的位置の決定が可能になる。記述しているように、3Dの術前プランニングのステップ(図2のステップ201)は治療に含まれ得る。さらに、治療、例えば、歯科補てつ治療全体の結果はバーチャルプランニングと比較されるか、いずれかの段階で再評価され得る。
Example 2:
In the following, the method according to the invention represented in FIGS. 1 to 3 is represented in an additional example of the field of application of dental implantology. The course of treatment during the insertion of one or more dental implants can be monitored throughout the course of treatment as follows. Prior to surgery, 3D imaging of the surgical field and adjacent areas such as, for example, adjacent teeth and / or gums is performed, i.e. reception of the first medical 3D image data set 10 and the first one before surgery. 1 is generated (step 100 and step 101 in FIG. 1 and step 200 and step 201 in FIG. 2). It is advantageous that 3D imaging is performed by an optical 3D scanning method, for example laser scanning. This imaging can be performed alone or as a complement to preoperative CT or digital volume tomography. Individual treatment step monitoring includes the incorporation of preoperative, then intraoperative, and even surgical or dental prosthetic work (including surgical instruments such as pilot drills or dental implants) by optical laser scanning involving adjacent areas ( That is, it is done by acquiring the field of surgery immediately after the crown or bridge), and these imaging representations generated at various treatment stages are aligned. In addition to the second graphical 3D computer model, the 3D imaging display described above also forms an additional graphical 3D computer model 2, which in addition to the second medical 3D image data set, is an additional medical 3D image data set 20. 1 (step 102 and step 103 in FIG. 1 or step 202 and step 203 in FIG. 2) and registered using the first graphical 3D computer model 1 (step 104 in FIG. 1 or in FIG. 2). Step 204). This alignment is preferably performed on a structure that is not operated on with an anatomical structure such as, for example, a tooth or gum. Registration allows determination of the spatial position of the implant and surgical instrument. As described, a 3D pre-operative planning step (step 201 in FIG. 2) may be included in the treatment. Furthermore, the results of the entire treatment, eg, dental prosthetic treatment, can be compared with virtual planning or re-evaluated at any stage.

本発明のこの変形形態の利点は、レーザー走査がX線を生成しない3D画像化プロセスであることである。このレーザー走査は、手術領域のほか、インプラント、外科手術器具だけではなく、骨折セグメントまたは骨切りの表面が十分な程度視覚可能になると直ぐに使用され得、こうして検知され得る。X線に対する患者のさらなる暴露が治療の経過を通じて発生しないことが利点となる。その上、歯またはインプラントの表面など、表面の非常に詳細な描出も利点となる。   The advantage of this variant of the invention is that the laser scanning is a 3D imaging process that does not produce X-rays. This laser scanning can be used and thus detected as soon as the surgical area as well as the implant segment, surgical instrument, as well as the fracture segment or the surface of the osteotomy become sufficiently visible. It is an advantage that no further exposure of the patient to x-rays occurs during the course of treatment. Moreover, a very detailed depiction of the surface, such as the surface of a tooth or implant, is also an advantage.

しかし、代替として、歯科インプラント学の分野では、記述されたように、従来の歯科X線表示も治療の経過を通じてモニタリングするために使用され得る。この場合、X線に対する暴露はあるが、軽微である。インプラントまたは外科手術器具が骨の中および/または粘膜の下に位置しているために、レーザー走査によって直接検知されないまたは十分には検知されないために、インプラントまたは外科手術器具が直接十分に視覚可能ではない場合には、例えば、ヒーリングキャップなどの知られている形状の一時的ボディがネジによる接続でインプラントまたは外科手術器具に取り付けられ得る。手術された領域が挿入された各インプラントの容易に視覚可能なヒーリングキャップで走査されるようになる場合には、その後、ヒーリングキャップの対応するコンピュータテンプレートが、そこに取り付けられる、インプラントまたは外科手術器具のコンピュータテンプレートとの位置合わせで考慮に入れられ得、こうして、位置も明確に決定され得る。   Alternatively, however, in the field of dental implantology, as described, conventional dental x-ray displays can also be used to monitor over the course of treatment. In this case, although there is exposure to X-rays, it is minor. Because the implant or surgical instrument is located in the bone and / or under the mucous membrane and is not directly or fully detected by laser scanning, the implant or surgical instrument is not directly fully visible. If not, for example, a temporary body of known shape, such as a healing cap, can be attached to the implant or surgical instrument with a screw connection. If the operated area becomes scanned with the easily visible healing cap of each inserted implant, then the corresponding computer template of the healing cap is attached to the implant or surgical instrument Can be taken into account in the alignment with the computer template, and thus the position can also be clearly determined.

上述のように、本発明の種々の実施形態があるが、種々の機能は個別またはさらに、いずれかの望ましい組み合わせのどちらでも使用され得る。   As mentioned above, there are various embodiments of the present invention, but the various functions can be used either individually or in any desired combination.

したがって、本発明は、上述の、特に好適な実施形態にのみ限定されるものではない。   Accordingly, the present invention is not limited to the above-described particularly preferred embodiments.

Claims (28)

選択可能な術前、術中、または術後ステータスで少なくとも1つの解剖学的構造のグラフィカル3Dコンピュータモデルを生成するための方法であって、
A)コンピュータ支援医用画像化プロセスによって、患者の治療されるべき少なくとも1つの解剖学的構造の術前の第1の医用3D画像データセット(10)を受信するステップと、
B)ステップA)で受信された第1の医用3D画像データセット(10)を使用するデジタルデータセットの形で、治療されるべき解剖学的構造の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)を生成するステップと、
C)コンピュータ支援医用画像化プロセスによって、術前、術中、または術後ステータスで、治療されるべき解剖学的構造の第2の医用2Dまたは3D画像データセット(20)を受信するステップと、
D)ステップC)で受信された第2の医用2Dまたは3D画像データセット(20)を使用するデジタルデータセットの形で、治療されるべき解剖学的構造の第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)を生成するステップと、
E)第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)を使用した第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)の画像位置合わせプロセスを実行するステップとを有する、方法。
A method for generating a graphical 3D computer model of at least one anatomy with selectable pre-operative, intra-operative, or post-operative status comprising:
A) receiving a pre-operative first medical 3D image data set (10) of at least one anatomy to be treated by a computer assisted medical imaging process;
B) A first graphical 3D computer model (1) of the anatomy to be treated in the form of a digital data set using the first medical 3D image data set (10) received in step A). Generating step;
C) receiving a second medical 2D or 3D image data set (20) of the anatomy to be treated in a pre-operative, intra-operative or post-operative status by a computer-assisted medical imaging process;
D) A second graphical 2D or 3D computer model of the anatomy to be treated in the form of a digital data set using the second medical 2D or 3D image data set (20) received in step C). Generating (2);
E) performing an image registration process of the first graphical 3D computer model (1) using a second graphical 2D or 3D computer model (2).
ステップB)が、
B1)インプラントを第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルに表現するデジタルグラフィカル3Dサブモデル(1)を導入するサブステップを追加的に含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
Step B)
The method according to claim 1, characterized in that it additionally comprises a sub-step of introducing a digital graphical 3D sub-model (1) that represents B1) the implant in a first graphical 3D computer model.
ステップB)が、
B2)外科手術器具を第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルに表現するデジタルグラフィカル3Dサブモデル(1)を導入するサブステップを追加的に含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
Step B)
The method according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises the substep of B2) introducing a digital graphical 3D submodel (1) that represents the surgical instrument in a first graphical 3D computer model.
ステップA)で術前に受信された第1の医用3D画像データセット(10)がいくつかの解剖学的構造を含み、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)が、各解剖学的構造および好適には、各インプラントおよび/または各外科手術器具に関して、各場合に、グラフィカル3Dサブモデルを含むことを特徴とする、請求項2または3に記載の方法。   The first medical 3D image data set (10) received pre-operatively in step A) contains several anatomical structures, and a first graphical 3D computer model (1) 4. A method according to claim 2 or 3, characterized in that, for each implant and / or each surgical instrument, in each case a graphical 3D sub-model is included. 第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)が追加的に1つ以上のインプラントの表現を含むことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。   Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the second graphical 2D or 3D computer model (2) additionally comprises a representation of one or more implants. 第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)が追加的に1つ以上の外科手術器具の表現を含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。   Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the second graphical 2D or 3D computer model (2) additionally comprises a representation of one or more surgical instruments. 解剖学的構造および各インプラント、並びに好適にはさらに各外科手術器具の第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)が、各場合に、2Dまたは3Dサブモデルを含むことを特徴とする、請求項5または6に記載の方法。   The anatomy and each implant, and preferably further the second graphical 2D or 3D computer model (2) of each surgical instrument, in each case comprises a 2D or 3D sub-model Item 7. The method according to Item 5 or 6. 画像位置合わせの実施で、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)が、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)が一致するようになる参照モデルを形成することを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。   The implementation of image registration, characterized in that the second graphical 2D or 3D computer model (2) forms a reference model in which the first graphical 3D computer model (1) matches. The method according to any one of 1 to 7. ステップC)で、術前、術中、または術後ステータスでの第2の医用2Dまたは3D画像データセット(20)の受信が、コンピュータ支援の医用画像化プロセスによる1つ以上のデジタル化医用画像の受信を含むことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。   In step C), receipt of the second medical 2D or 3D image data set (20) in pre-operative, intra-operative or post-operative status may be performed on one or more digitized medical images by a computer-assisted medical imaging process. 9. Method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises reception. 第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)の生成が治療されるべき解剖学的構造の解剖学的ランドマーク、線、および/または領域の自動または手動の識別並びに特定を含むことを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。   Generation of the first graphical 3D computer model (1) comprises automatic or manual identification and identification of anatomical landmarks, lines and / or regions of the anatomy to be treated, 10. A method according to any one of claims 1-9. 第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)の生成が各インプラントおよび好適には各外科手術器具のランドマーク、線、および/または領域の自動または手動の識別並びに配置を含むことを特徴とする、請求項10に記載の方法。   The generation of the first graphical 3D computer model (1) comprises automatic or manual identification and placement of landmarks, lines and / or areas of each implant and preferably each surgical instrument Item 11. The method according to Item 10. 第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)の生成が第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)で識別され配置された治療されるべき解剖学的構造の解剖学的ランドマーク、線、および/または領域の自動または手動の再識別あるいは再配置を含むことを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。   Anatomical landmarks, lines, and / or anatomical structures to be treated in which the generation of the second graphical 2D or 3D computer model (2) is identified and arranged in the first graphical 3D computer model (1) 12. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises automatic or manual re-identification or rearrangement of regions. 第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)の生成が第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)で識別され配置された各インプラントおよび各外科手術器具のランドマーク、線、および/または領域の自動または手動の再識別あるいは再配置を含むことを特徴とする、請求項12に記載の方法。   Automatic generation of landmarks, lines, and / or regions for each implant and each surgical instrument whose generation of the second graphical 2D or 3D computer model (2) is identified and arranged in the first graphical 3D computer model (1) 13. The method of claim 12, comprising manual re-identification or relocation. ステップB)が、ステップA)で受信した第1の医用3D画像データセット(10)を使用して治療されるべき解剖学的構造のバーチャル外科治療のコンピュータ支援プランニングおよび実施のサブステップを追加的に含むことを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。   Step B) additionally adds a computer-aided planning and implementation sub-step of virtual surgical treatment of the anatomy to be treated using the first medical 3D image data set (10) received in step A) 14. A method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that 第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)が、ステップA)で受信された第1の医用3D画像データセット(10)を使用したデジタルデータセットの形で、治療されるべき解剖学的構造のグラフィカル3Dサブモデルを含むことを特徴とする、請求項14に記載の方法。   A first graphical 3D computer model (1) is a graphical representation of the anatomy to be treated in the form of a digital data set using the first medical 3D image data set (10) received in step A). 15. A method according to claim 14, characterized in that it comprises a 3D submodel. コンピュータ支援プランニングが第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)のインプラントの少なくとも1つの追加のグラフィカル3Dサブモデルの一体化を含むことを特徴とする、請求項14または15に記載の方法。   16. Method according to claim 14 or 15, characterized in that the computer-aided planning comprises the integration of at least one additional graphical 3D submodel of the implant of the first graphical 3D computer model (1). コンピュータ支援プランニングが第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)のテンポラリエイド、好適には外科手術器具の少なくとも1つの追加のグラフィカル3Dサブモデルの一体化を含むことを特徴とする、請求項14から16のいずれか一項に記載の方法。   17. Computer-aided planning, comprising the integration of a temporary graphical first model 3D computer model (1), preferably at least one additional graphical 3D sub-model of the surgical instrument. The method as described in any one of. コンピュータ支援プランニングが、コンピュータシュミレーションによって、好適には、有限要素のコンピュータ分析によって実質上、外科的に治療された解剖学的構造の生体力学的安定性の評価を含むことを特徴とする、請求項14から17のいずれか一項に記載の方法。   The computer-aided planning comprises an assessment of biomechanical stability of an anatomical structure that has been surgically treated by computer simulation, preferably substantially by finite element computer analysis. The method according to any one of 14 to 17. 第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)が、コンピュータベースのプランニングに従ってバーチャルに治療された解剖学的構造の少なくとも1つの中間結果の少なくとも1つのグラフィカル3Dサブモデルを含むことを特徴とする、請求項14から18のいずれか一項に記載の方法。   The first graphical 3D computer model (1) comprises at least one graphical 3D submodel of at least one intermediate result of an anatomical structure virtually treated according to computer-based planning. The method according to any one of 14 to 18. 第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)が、好適には、外科的治療介入の正確な経過を定義し、対応する管理明細を含む実施計画(2017)を、サブモデルとして含むことを特徴とする、請求項14から19のいずれか一項に記載の方法。   The first graphical 3D computer model (1) preferably includes an implementation plan (2017) as a sub-model that defines the exact course of the surgical intervention and includes the corresponding management details. 20. A method according to any one of claims 14 to 19. 請求項1から20のいずれか一項に記載の方法を使用して、外科治療をモニタリングするための方法。   21. A method for monitoring surgical treatment using the method of any one of claims 1-20. ステップC)が術前ステータスで行われ、その結果、外科治療の前の少なくとも1つのオブジェクトのモニタリングが可能になることを特徴とする、請求項21に記載の方法。   The method according to claim 21, characterized in that step C) is performed in preoperative status, so that monitoring of at least one object prior to surgical treatment is possible. ステップC)が少なくとも1つの術中ステータスで行われ、その結果、外科治療中の少なくとも1つのオブジェクトのモニタリングが可能になることを特徴とする、請求項21または22に記載の方法。   23. A method according to claim 21 or 22, characterized in that step C) is performed with at least one intraoperative status, so that monitoring of at least one object during surgical treatment is possible. ステップC)が少なくとも1つの術後ステータスで行われ、その結果、外科治療後の少なくとも1つのオブジェクトのモニタリングが可能になることを特徴とする、請求項21から23のいずれか一項に記載の方法。   24. A method according to any one of claims 21 to 23, characterized in that step C) is performed with at least one post-operative status, so that monitoring of at least one object after surgical treatment is possible. Method. 外科治療の品質保証のための請求項21から24のいずれか一項に記載の方法の使用。   Use of the method according to any of claims 21 to 24 for quality assurance of surgical treatment. 骨折の治療のための請求項1から24のいずれか一項に記載の方法の使用。   Use of the method according to any one of claims 1 to 24 for the treatment of fractures. 骨不整列の治療のための請求項1から24のいずれか一項に記載の方法の使用。   Use of the method according to any one of claims 1 to 24 for the treatment of bone misalignment. 歯科インプラント学での請求項1から24のいずれか一項に記載の方法の使用。   Use of the method according to any one of claims 1 to 24 in dental implantology.
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